[发明专利]一种耐硫甲烷化催化剂及生产方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐硫甲烷化催化剂及生产方法与应用，尤其涉及一种活性高、选择性高、稳定性高且对H₂S浓度不敏感的特性的甲烷化催化剂及其制备方法与其在焦炉煤气甲烷化过程中的应用。

背景技术

我国是世界上焦炭生产大国，生产焦炭同时副产大量焦炉煤气。在现有的工业甲烷化催化剂中，效果较好的是负载型 NiO 催化剂，然而NiO 催化剂对表面积碳和硫物种非常敏感，它们会导致催化剂失活和中毒,使用 NiO 催化剂时，必须去除合成气原料中包含的H ₂S等酸气,以使其含量低于 1ppm，这无疑大大增加了使用 NiO 催化剂的工艺成本。因此，寻找其它效果较好的耐硫甲烷化催化剂就变得尤为重要。焦炉煤气成分相对于城市煤气组分较复杂，其中CH₄、C0、CO₂ 、CnHm体积分数近40％，由于氢含量高(54％～59％)，可将焦炉气进行甲烷化反应,使绝大部分C0、C0₂ 转化成CH₄，这样焦炉气就变成主要含H₂、CH₄、CnHm、N₂的系统，然后通过变压吸附气体分离技术得到甲烷体积分数90％以上的产品，再进一步压缩就可以得到车用压缩天然气(CNG)。这样既有效的利用了资源，又减少了CO₂等气体排放污染。焦炉气甲烷化所用焦炉原料气需将硫脱至0.1ppm以下，此条件大大增加了净化过程。如果能使甲烷化催化剂能抗3ppm左右的硫的同时并具有稳定的甲烷化性能，可相应地缩短净化流程，减少项目的部分投资，这对焦炉气在不精脱硫的情况下甲烷化无疑是最好的选择。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以显著提高甲烷化性能的稳定性，还可以相应地缩短净化流程，减少项目的部分投资耐硫甲烷化催化剂及其生产方法与应用。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一方面，本发明公开了一种耐硫甲烷化催化剂，包括载体和催化剂活性成分，所述催化剂活性成分包括催化剂主活性成分和催化剂助剂，所述催化剂主活性成分为Mo、Co、Ni组成，催化剂助剂为La、Ce、Th、Ru中的一种或两种或多种，所述载体为Al₂O₃,以金属氧化物计，所述催化剂各组份含量为：NiO 为20-25wt%,Mo₂O₃为2.5-4wt%,CoO为5.5-6.7wt%,催化剂助剂为0.8-1.5wt%, Al₂O₃为45-60wt%,石墨为1.5-2.5wt%,S元素为0.005-0.011wt%,余量为杂质。

所述催化剂主活性成分为Mo、Co、Ni组成，催化剂助剂为La、Ce、Th、Ru中的一种或两种或多种，所述载体为Al₂O₃,以金属氧化物计，所述催化剂各组份含量为：NiO 为22-24wt%,Mo₂O₃为3.2-3.7wt%,CoO为6-6.3wt%,催化剂助剂为1.1-1.3wt%, Al₂O₃为48-53wt%,C元素为1.9-2.2wt%,S元素为0.008-0.01wt%,余量为杂质。

所述催化剂活性成分为La。